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Α-FeOOH,，呈黃色，被稱為氧化鐵黃（簡(jiǎn)稱鐵黃）,，鐵黃形貌多為針狀結(jié)構(gòu),，具有較好的遮蓋力、耐光性,、耐候性,、耐酸堿性以及吸收紫外光線等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于皮革,、透明塑料,、閃光涂料、油墨,、顏料等方面,，除此之外在精細(xì)陶瓷，催化劑以及生物工程領(lǐng)域也有良好的應(yīng)用前景,。

由于氧化鐵黃在177℃以上時(shí),，將會(huì)失去結(jié)合水并轉(zhuǎn)化為氧化鐵紅,，為了提高氧化鐵黃的耐熱性,，通常采用表面改性技術(shù)，使氧化鐵黃在高溫下保持良好的穩(wěn)定性,。不同的改性方法,，使氧化鐵黃的表面帶電性發(fā)生改變,。

Zeta電位是顆粒表面化學(xué)的體現(xiàn)，依賴于顆粒表面的化學(xué)組成和周圍溶液環(huán)境,，不同的pH下,，體現(xiàn)的Zeta電位不同。環(huán)境pH對(duì)于Zeta電位的影響是多種因素共同作用的結(jié)果,，首先,pH的改變影響顆粒表面基團(tuán)的離解平衡,；其次，溶液環(huán)境中[H]+和[OH]-離子濃度不同,，會(huì)影響這兩種離子在顆粒表面的吸附效果,；最后，滴定過(guò)程中加入酸或者堿不但會(huì)改變環(huán)境的pH還同時(shí)改變環(huán)境的離子強(qiáng)度,。在解釋滴定曲線的時(shí)候需要綜合考慮這些影響因素,。

圖 | BeNano 180 Zeta Pro與 BAT-1自動(dòng)滴定儀

樣品制備和測(cè)試條件

將氧化鐵黃粉末分散在純凈水中得到母液，水域超聲5分鐘使其分散,。檢測(cè)其pH為5.8,，初始Zeta電位為正值。通過(guò)BeNano主機(jī)和BAT-1自動(dòng)滴定儀進(jìn)行pH滴定操作,，向溶液中滴加NaOH水溶液改變體系的pH,。終點(diǎn)pH設(shè)定為12，pH間隔為1,，冗余度0.2pH值,。

通過(guò)BeNano內(nèi)置的溫度控制系統(tǒng)開(kāi)機(jī)默認(rèn)測(cè)試溫度控制為25℃±0.1℃，采用毛細(xì)管電極進(jìn)行測(cè)試,。每一個(gè)樣品在放入樣品池后進(jìn)行一次測(cè)試,。

測(cè)試結(jié)果和討論

通過(guò)檢測(cè)不同pH下樣品的Zeta電位值，我們得到Zeta電位隨pH的變化曲線,。

圖 |  Zeta電位（上圖）和電導(dǎo)率（下圖）對(duì)于pH的依賴性曲線

從圖中可以看出,，氧化鐵黃樣品在低pH范圍時(shí)Zeta電位為正值，說(shuō)明其顆粒物上帶有較多正電,，隨著pH升高,，Zeta電位逐漸向0趨近，在pH=6.66時(shí)達(dá)到等電點(diǎn),，此時(shí)Zeta電位值為0,。隨著pH繼續(xù)升高，[OH]-濃度升高,，顆粒開(kāi)始攜帶負(fù)電荷,，其Zeta電位隨pH升高絕對(duì)值逐漸增大。

相對(duì)較高的pH（10~12）范圍（顆粒攜帶較多負(fù)電）懸浮液的Zeta電位絕對(duì)值比較高,，說(shuō)明體系在此范圍內(nèi)相對(duì)比較穩(wěn)定,，不容易團(tuán)聚,，而在等電點(diǎn)附近Zeta電位較低，體系的穩(wěn)定性相對(duì)較差,。

當(dāng)pH達(dá)到11之后,，顆粒表面的負(fù)電荷基本達(dá)到飽和，即使pH繼續(xù)升高,，顆粒表面也無(wú)法攜帶更多負(fù)電荷,。此時(shí)繼續(xù)加入NaOH溶液在pH升高的同時(shí)，離子強(qiáng)度也逐漸升高,。在顆粒表面電荷基本飽和的情況下,，Zeta電位絕對(duì)值不再變高，而且隨離子強(qiáng)度加大,，電導(dǎo)率迅速上升,，屏蔽效應(yīng)逐漸增加，Zeta電位絕對(duì)值有緩緩變小的趨勢(shì),。

結(jié)論

通過(guò)百特BeNano納米粒度及Zeta電位儀和BAT-1自動(dòng)滴定儀表征了一個(gè)氧化鐵黃樣品在不同pH條件下的Zeta電位信息,。結(jié)果表明，氧化鐵黃在pH=6.66時(shí),，為其體系的等電點(diǎn),，在等電點(diǎn)附近Zeta電位絕對(duì)值相對(duì)較低，體系處于不穩(wěn)定狀態(tài),。而當(dāng)較高(pH=10~12)時(shí)其體系的Zeta電位絕對(duì)值較高,，處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。